(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置において、
光ビームを出射する光源と、
該光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、
分岐された信号光に記録する情報信号を付加する空間光変調器と、
前記空間変調器により情報信号が付加された信号光を光情報記録媒体に照射する対物レンズと、
前記光情報記録媒体に入射する参照光の角度を制御する参照光角度制御素子と、
前記光情報記録媒体に参照光を照射したときに再生対象領域から発生する回折光と非再生対象領域から発生する回折光を分離するための空間フィルタと、
前記光情報記録媒体に参照光を照射したときに再生対象領域から発生し、前記対物レンズを介して前記空間フィルタを通過した回折光を検出し再生信号とする、前記光情報記録媒体に対して前記空間光変調器とは同じ方向の光路上に配置された撮像素子と、
前記光情報記録媒体に参照光を照射したときに前記再生対象領域から発生する回折光を検出する、前記光情報記録媒体に対して前記空間フィルタおよび前記空間変調器とは反対の方向の光路上に配置された光検出器と、
を備え、
前記光検出器で検出した信号を用いて、前記対物レンズに対する前記光情報記録媒体の記録または再生対象領域のずれを示す位置誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
前記光検出器は、記録時に前記光情報記録媒体内の記録対象領域以外の領域から発生する回折光を検出するように配置した第１の受光部と、再生時に前記光情報記録媒体内の再生対象領域から発生する回折光を検出するように配置した第２の受光部を有することを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
前記光情報記録媒体が円形状媒体であり該媒体上に前記ホログラムを螺旋状に形成するとき、
前記光検出器の受光部は、記録または再生対象領域の位置から半径方向に所定量だけずらして配置することを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
前記光検出器の受光部は複数の受光面に分割されていることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
前記光検出器の複数の受光面から得られる複数の信号の差動信号から前記位置誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
【請求項６】
光情報記録媒体にホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムから情報信号を再生する光情報記録再生装置において、
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のホログラム用光ピックアップ装置と、
前記ホログラム用光ピックアップ装置内の前記空間変調器に記録する情報信号を送る信号生成回路と、
前記ホログラム用光ピックアップ装置内の前記撮像素子にて検出された信号を用いて情報信号を再生する信号処理回路と、
前記ホログラム用光ピックアップ装置内の前記光検出器にて検出された信号を用いて前記光情報記録媒体の位置誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
該位置誤差信号に応じて前記光情報記録媒体を位置決め駆動する光情報記録媒体駆動素子と、
を備えることを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム技術により光情報記録媒体に情報を記録または再生するためのホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、及び光情報記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１がある。この文献には、課題として「データを記録するための光スポットを精度よく記録媒体上に照射できるホログラムメモリ用媒体を提供することを目的とする。」と記載があり、解決手段として「ホログラムメモリ用媒体をデータ記録エリアと、サーボ情報エリアとから構成することにより、データを記録するための光スポットを精度よく記録媒体上に照射できるホログラムメモリ用媒体を提供する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９６８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、大容量のデータを高速に記録／再生可能なホログラム技術として２光束角度多重方式が提案されている。この方式は、異なるドライブ装置においてデータの記録／再生を行なう場合、それぞれのドライブ装置の偏芯量が異なるため、記録／再生位置に対し正確な位置決め制御が要求される。
【０００５】
このような要求に対し特許文献１では、光情報記録媒体にサーボ情報エリアを設けることで位置決め制御を可能としている。ところが特許文献１記載の技術では、記録容量やコストの課題がある。すなわち特許文献１では、位置決め用のサーボ情報エリアを設けたために信号を記録するエリアが小さくなり、記録容量が減少してしまう。また、従来の光情報記録媒体に比較し、特許文献１に記載される構成の場合、媒体作製時の工程数が増えるためにコストアップは避けられない。
【０００６】
そこで本発明の目的は、２光束角度多重方式において、新たにサーボ情報エリアを設けることなく正確な位置決めを可能とするホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、及び光情報記録再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。一例を挙げるならば、本発明のホログラム用光ピックアップ装置は、光ビームを出射する光源と、光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、分岐された信号光に記録する情報信号を付加する空間光変調器と、情報信号が付加された信号光を光情報記録媒体に照射する対物レンズと、光情報記録媒体に参照光を照射したときに再生対象領域から発生する回折光を対物レンズを介して検出し再生信号とする撮像素子と、光情報記録媒体に参照光を照射したときに光情報記録媒体内の記録済み領域から発生する回折光を検出する前記撮像素子とは異なる光検出器を備え、光検出器で検出した信号を用いて、対物レンズに対する光情報記録媒体の記録または再生対象領域のずれを示す位置誤差信号が生成される構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光情報記録媒体の記録容量の減少や媒体作成時のコストアップなしに、正確な位置決めが可能なホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、及び光情報記録再生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図。
【図２】光検出器５０の受光部の構成を示す図。
【図３】光学系に光検出器５５を追加した変形例を示す図。
【図４】光情報記録媒体が円形状媒体の場合のブックの配列を示す図。
【図５】光検出器５０の変形例を示す図。
【図６】光検出器５０の他の変形例を示す図。
【図７】図６の光検出器５０を用いて記録したブックの配列を示す図。
【図８】第２の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図。
【図９】光検出器６０の構成を示す図。
【図１０】実施例２における光検出器の別の受光部を示す図である。
【図１１】実施例３における光学系を説明する図である。
【図１２】実施例４におけるホログラム光情報記録再生装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、第１の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図である。ホログラム用ピックアップ装置は、光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生する装置である。
【００１２】
まず、本実施例の光学系１００の構成を記録時の動作に沿って説明する。光源１１を出射した光ビームは、コリメートレンズ１２で所望のビーム径に変換された後、シャッタ１３を通り偏光可変素子１４に入射する。偏光可変素子１４は光ビームをＰ偏光とＳ偏光とを有した偏光に変換する。この偏光可変素子１４は、記録動作または再生動作に応じて所定の偏光に変換する素子であり、本実施例では記録時にはＰ偏光とＳ偏光、再生時にはＳ偏光に変換するものとする。偏光可変素子１４を出射した光ビームは偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）プリズム１５に入射し、Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射することで光ビームが分岐される。ここで、ＰＢＳプリズムを透過した光ビームを信号光、反射した光ビームを参照光と呼ぶ。
【００１３】
ＰＢＳプリズム１５を透過した信号光（Ｐ偏光）は、ビームエキスパンダ２５によって所望のビーム径に変換される。ビームエキスパンダ２５を透過した信号光は、位相マスク２６、リレーレンズ２７、ＰＢＳプリズム２８を透過して空間光変調器２９に入射する。空間光変調器２９は信号光に２次元画像データなどの情報信号を付加する光学素子である。例えば偏光変換（Ｐ偏光→Ｓ偏光）する微小素子を２次元配列し、記録する情報信号に応じて各素子を駆動する構成とする。空間光変調器２９によって情報信号を付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２８を反射し、リレーレンズ３０（空間フィルタ５１を含む）、対物レンズ３２を経て、光情報記録媒体２００内に集光する。
【００１４】
一方、前記ＰＢＳプリズム１５を反射した参照光（Ｓ偏光）は、ミラー３６，３７を反射し、ガルバノミラー３８に入射する。ガルバノミラー３８を反射した参照光はスキャナーレンズ３９を経て光情報記録媒体２００に入射する。ここでガルバノミラー３８はミラーの角度を矢印方向に制御可能な素子であり、これにより参照光の光情報記録媒体２００への入射角度を変えながら角度多重記録を実現する。このとき、光情報記録媒体２００内に信号光と参照光（すなわち２光束）が互いに重ね合うように入射することで、光情報記録媒体２００内には干渉縞パターンが形成される。そしてこの干渉縞パターンが記録媒体内にホログラムとして記録される。本実施例では、このホログラムのことを「ページ」と呼び、ページが角度多重化されている記録領域のことを「ブック」と呼ぶ。
【００１５】
光情報記録媒体２００に情報（ページ）が記録された後、シャッタ１３が閉じ、次に記録される情報が空間光変調器２９によって表示される。同時に、ガルバノミラー３８が微小量だけ回転して、光情報記録媒体２００への参照光の入射角度が変更される。その後シャッタ１３が開くと、次に記録される情報が光情報記録媒体２００の同一ブックの新たなページとして多重角度で記録される。そしてページ数が所定の多重数に達すると、次のブックへの移動を行う。ブックの移動では対物レンズ３２の位置に対し図示しない駆動手段により光情報記録媒体２００を移動させる。以下、ブック移動時の動作について説明する。
【００１６】
まず、偏光可変素子１４に対し出射する光ビームの偏光がＳ偏光となるよう制御する。これにより、偏光可変素子１４を出射した光ビーム（Ｓ偏光）はＰＢＳプリズム１５を反射し、光情報記録媒体２００上には参照光のみが照射される。そして、対物レンズ３２に対して光情報記録媒体２００を移動させ、光情報記録媒体２００上の次のブックを記録する領域（記録対象領域）を位置付ける。このときの位置決めは次のように行う。
【００１７】
光情報記録媒体２００を透過した参照光は、１／４波長板３５を経てガルバノミラー４０に入射する。このガルバノミラー４０は前記ガルバノミラー３８に連動し、参照光を略垂直に入射し反対方向に反射するように制御する。反射された参照光は１／４波長板３５を経て位相共役光となり光情報記録媒体２００に入射する。その結果、記録済みブック内のページからの回折光が発生し、対物レンズ３２の方向に出射する。この回折光は、対物レンズ３２、リレーレンズ３０を経て、空間フィルタ５１に入射する。
【００１８】
空間フィルタ５１は中央に開口部をその周辺にミラー部を有する構成とする。開口部は対物レンズ３２の集光位置（記録または再生対象領域）に対応するブックからの回折光のみを通過させ、それ以外の領域のブックからの回折光はミラー部により反射される。ただし記録時には、記録対象ブックはまだ形成されていないのでそこからの回折光は発生しない。ここで参照光の大きさはブックサイズよりも十分大きいため、記録対象領域以外の記録済みのブックからも回折光が発生し、その回折光は空間フィルタ５１のミラー部を反射し、検出レンズ５２を経て光検出器５０に入射する。光検出器５０は記録済みブックからの回折光を受光して、位置誤差信号を生成するための信号を出力する。
【００１９】
本実施例は記録時において、光検出器５０に入射した回折光を用いて新たなブックを記録する際の位置誤差信号を生成することを特徴とする。すなわち、記録済みブックからの信号を用いることで、次に記録するブックの位置へ正確に移動することが可能となる。位置誤差信号の生成については後述する。
【００２０】
光情報記録媒体２００の次のブック位置へ移動が終わったら、記録される情報が空間光変調器２９によって表示される。次に偏光可変素子１４に対し出射する光ビームがＰ偏光とＳ偏光となるよう制御する。これにより偏光可変素子１４を出射した光ビーム（Ｐ偏光とＳ偏光）はＰＢＳプリズム１５をそれぞれ透過／反射して、光情報記録媒体２００上に信号光と参照光が照射される。そして、シャッタ１３、空間光変調器２９、ガルバノミラー３８を用いて複数ページの多重記録を行なう。ページ数が所定の多重数に達すると、同様にして光情報記録媒体２００を移動させ、次の新しいブックに記録を行なう。これを繰り返すことで光情報記録媒体２００全体にブックを配列して記録することができる。
【００２１】
次に本実施例の光学系１００の構成を再生時の動作に沿って説明する。光源１１を出射した光ビームは、コリメートレンズ１２、シャッタ１３を通り偏光可変素子１４に入射する。偏光可変素子１４は光ビームをＳ偏光に変換し、ＰＢＳプリズム１５は光ビームを反射する。ＰＢＳプリズム１５を反射した参照光は、ミラー３６，３７、ガルバノミラー３８、スキャナーレンズ３９を経て光情報記録媒体２００に入射する。さらに光情報記録媒体２００を透過した参照光は、１／４波長板３５を経てガルバノミラー４０に入射する。ガルバノミラー４０は前記ガルバノミラー３８に連動し、参照光を略垂直に入射し反対方向に反射するように制御する。ここで参照光は１／４波長板３５を２度透過するため、Ｓ偏光からＰ偏光に変換される。そして参照光が光情報記録媒体２００に入射することで、媒体上に記録されたブックからの情報を有した再生光がＰ偏光の回折光として発生する。このとき、参照光の大きさはブックサイズよりも十分大きいため、発生する回折光には再生対象ブックだけでなく隣接するブックからの回折光も含まれる。
【００２２】
光情報記録媒体２００から出射された回折光は、対物レンズ３２を経て、リレーレンズ３０内の空間フィルタ５１に入射する。空間フィルタ５１の開口部は、再生対象ブックからの回折光である再生光のみを通過させ、それ以外のブックからの回折光はミラー部により反射される。これにより、再生時には開口部を通過した再生対象ブックからの回折光と、それ以外のブックからの回折光を分離することができる。
【００２３】
空間フィルタ５１の開口部を通過した再生光は、リレーレンズ３０を経てＰＢＳプリズム２８に入射する。ここで再生光はＰ偏光であるため、ＰＢＳプリズム２８を透過し撮像素子４１に入射する。撮像素子４１は入射した再生光を電気信号に変換し、これから再生信号（画像データなど）が生成される。１つのページの再生が終わると、ガルバノミラー３８を微小量回転させて、光情報記録媒体２００への参照光の入射角度を変更する。そして、光情報記録媒体２００内の次のページを再生する。これを繰り返して角度多重された各ページの再生信号が生成される。
【００２４】
一方、空間フィルタ５１のミラー部を反射した再生対象以外のブックからの回折光は、検出レンズ５２を経て光検出器５０に入射する。そして検出器５０は記録時と同様にして、位置誤差信号を生成するための信号を出力する。
【００２５】
本実施例は再生時において、光検出器５０に入射した回折光を用いて新たなブックを再生する際の位置誤差信号を生成することを特徴とする。すなわち、再生対象ブック以外の再生済みブックからの信号を用いることで、次に再生するブックの位置へ正確に移動することが可能となる。
【００２６】
ここで、本実施例における記録／再生時の位置誤差信号の生成方法について説明する。
図２は光検出器５０の受光部の構成を示す図である。光検出器５０は４分割受光部Ｄ１を有し、受光部Ｄ１は、記録／再生対象ブックに隣接するブックからの回折光Ｈ１を受光するように配置している。図中の点線Ｈ０は、記録／再生対象ブックから回折光が出射されたと仮定した場合に受光する領域（仮想の回折光）を示している。ただし、再生対象ブックから出射された回折光は、前記したように空間フィルタ５１を通過してしまうため検出器５０には入射しない。ここでは、光情報記録媒体２００上の記録／再生方向をＸ方向とするとき、隣接ブック（回折光Ｈ１）の位置は記録／再生対象ブック（回折光Ｈ０）の位置よりも時間的に先行しており、記録済み、あるいは再生済みのブックからの回折光を受けることになる。そして、隣接ブックの回折光Ｈ１の位置ずれを検出し、これを補正するように光情報記録媒体２００をＸ，Ｙ方向に移動させることで、仮想の回折光Ｈ０を所望の位置に位置付けて新たなブックの記録／再生を行うものである。
【００２７】
ここで、４分割受光部Ｄ１上の各受光面Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ、Ｄ１Ｃ、Ｄ１Ｄから得られる信号をＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃ、Ｓ１Ｄとする。光情報記録媒体２００上の回折光Ｈ１の位置誤差信号をＸＰＥＳ（Ｘ方向）、ＹＰＥＳ（Ｙ方向）とすると、それぞれ以下の式（１ａ）（１ｂ）で表わされる。
ＸＰＥＳ＝（Ｓ１Ａ＋Ｓ１Ｂ）−（Ｓ１Ｃ＋Ｓ１Ｄ）      （１ａ）
ＹＰＥＳ＝（Ｓ１Ｂ＋Ｓ１Ｃ）−（Ｓ１Ａ＋Ｓ１Ｄ）      （１ｂ）
上記の位置誤差信号ＸＰＥＳ、ＹＰＥＳの演算は、例えば光情報記録再生装置のサーボ信号生成回路で行う。そして算出した誤差信号が０となるように、媒体駆動素子に駆動信号を供給して光情報記録媒体の位置決め制御を行う。
【００２８】
本実施例は、対物レンズ３２に対して光記録情報媒体２００上の記録済みブックが移動すると、光検出器５０上の回折光が移動することを利用して位置誤差信号を検出している。そして、検出する回折光を記録／再生対象ブックに隣接するブックからの回折光とし、受光部は、記録／再生対象ブックから受ける回折光の位置から所定量（１ブック相当量）だけずらして配置する。これにより、光記録情報媒体２００上の記録／再生対象ブックの位置を正確に決定することができる。
【００２９】
ここで、例えば再生光が入射する撮像素子４１によって位置制御することも考えられるが、撮像素子４１では画像信号の検出処理が伴う。これに対し本実施例は、光検出器５０は光量のみを検出するため高周波駆動が可能であり、高速に制御できるメリットがある。また、撮像素子４１の場合には記録時には位置制御することができないが、本実施例の場合には記録時であっても位置制御できるメリットがある。
【００３０】
以上のように、本実施例では記録済みまたは再生済みのブックの回折光を用いて位置誤差信号を生成している。よって、特許文献１のように光情報記録媒体に位置決め用のサーボ情報エリアを設ける必要がなく、媒体の記録容量の減少や媒体作成時のコストアップの課題は発生しない。
【００３１】
以下、本実施例のいくつかの変形例を説明する。
図３は、光学系に光検出器５５を追加した変形例を示す図である。空間フィルタ５１を反射した光ビームをプリズム５３で分離して、前記光検出器５０で位置誤差信号を、別に設けた光検出器５５でフォーカス誤差信号を生成しても良い。フォーカス誤差信号を生成するためには、例えばナイフエッジ５４を設けた構成で安定したフォーカス制御を行える。また、空間フィルタ５１の開口部の周囲をミラー部としたが、プリズムで構成しても良い。
【００３２】
本実施例は、記録／再生対象ブック以外のブックからの回折光を検出して位置誤差信号を生成することを特徴としているため、回折光を検出するブックは対象ブック以外であれば、どの位置、どの方向にあっても良い。例えば、光検出器５０の受光部を記録／再生対象ブックの位置からブック間隔の整数倍だけ離して配置しても良い。
【００３３】
図４は、光情報記録媒体２００が円形（ディスク）状媒体の場合のブックの配列を示す図である。円形状媒体２００を回転させながら、図２に示した光検出器５０を用いてＸ方向（円周方向）に記録すると、ブックは円周状に順に形成される。図中の実線の四角形は記録されたブックを示す。ここでは簡単のために、ブックを１周だけ記録したときに光情報記録媒体２００上に形成されるブックの配列を示している。このような記録を行なうとブックは同心円状に形成されるため、１周の記録を終了するごとに次に形成するブック位置（Ｈ０）をＹ方向（半径方向、外周側または内周側）に移動（ジャンプ）させる必要がある。これに有効な構成を次に説明する。
【００３４】
図５は、光検出器５０の変形例を示す図であり、記録再生対象ブックを半径方向にジャンプさせるに好適な構成としたものである。光検出器５０は２つの受光部Ｄ１，Ｄ２を対角方向に配置している。まず、受光部Ｄ１から得られる位置誤差信号を用いて円形状媒体２００の円周方向（Ｘ方向）に記録を行い、１周分のブックを形成する。次に、受光部Ｄ２から得られる位置誤差信号を用いて媒体の半径方向（Ｙ方向）にジャンプさせ、１ブックだけ記録を行なう。そして、この記録した１ブックの回折光を受光部Ｄ１で検出し、受光部Ｄ１から得られる位置誤差信号を用いて再度円周方向（Ｘ方向）に記録を行う。これを繰り返すことで、光情報記録媒体全体を記録することができる。なお、図５では受光部Ｄ２を受光部Ｄ１よりも＋Ｙ方向にずらしたが、記録方向に応じて−Ｙ方向にずらしても良く、また＋Ｙと−Ｙの両方向に一対の受光部を配置しても良い。
【００３５】
図６は、光検出器５０の他の変形例を示す図であり、ブックを円形状媒体上に螺旋状に記録するために好適な構成としたものである。この例では、１つの受光部Ｄ１を、記録／再生対象ブックの回折光Ｈ０の中心Ｈ０Ｃに対し、半径方向（Ｙ方向）に距離Ｙｏだけずらして配置している。この構成により、記録済み／再生済みのブックに対し、新たな記録／再生対象ブックは半径方向（Ｙ方向）にＹｏだけずれた位置に位置決めされる。その結果、媒体上に螺旋状にブックを記録／再生することができる。
【００３６】
図７は、図６の光検出器５０を用いて記録した光情報記録媒体２００上のブックの配列を示す図である。ブックは媒体上に螺旋状に形成される。ただし、実際には半径位置により隣接ブックの成す角度が異なるため、半径位置に応じて隣接ブック間のＹ方向ずれ量Ｙｏを変化させなければならない。これに対処するには、例えば、ＹｏをＹｎ（最内周での値）とＹｇ（最外周での値）の中間値に固定し、得られた位置誤差信号に半径位置に応じたオフセット量を加えて位置決めすればよい。その際、ＹｏをＹｎとＹｇの平均値にすると加算するオフセット量を最小にすることができる。
【００３７】
本実施例のホログラム用ピックアップ装置は、ブックの回折光を検出する撮像素子とそれとは異なる光検出器を備えており、記録再生対象ブック以外の記録済みまたは再生済みブックからの回折光を光検出器で検出する。検出信号から、記録再生対象位置と光情報記録媒体のずれを示す位置誤差信号を生成することで、光情報記録媒体を高精度で高速に位置決めすることが可能となる。
【実施例２】
【００３８】
図８は、第２の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系１００を示す構成図である。実施例１（図１）に対し位置誤差信号を生成するための光検出器６０の位置を変更し、光情報記録媒体２００を挟んで対物レンズ３２とは反対側に配置したものである。また、空間フィルタ３１は開口部を有する光学素子であり、対物レンズ３２の集光位置（記録再生対象位置）に対応するブックからの回折光のみを通過させるものである。なお、本実施例における位置誤差信号の生成方法やブックの移動方法の原理は実施例１と共通であり、実施例１と重複する説明は省略する。
【００３９】
本実施例の記録／再生時において、参照光はガルバノミラー３８、リレーレンズ３９を経て光情報記録媒体２００に入射する。このとき、光情報記録媒体２００上の記録／再生済みの隣接ブックからの回折光は、対物レンズ３２と反対側（光情報記録媒体２００の裏面側）に発生する。この回折光は、レンズ６１，６２を経て光検出器６０に入射する。このとき光検出器６０には、再生対象ブックからの回折光も同時に入射される。そして検出器６０から出力される信号を用いて位置誤差信号を生成する。
【００４０】
ここに再生時は、光情報記録媒体２００を通過した参照光はガルバノミラー４０で反射され、再び光情報記録媒体２００に入射することで、再生対象ブックからの情報を有した回折光（再生光）が発生する。再生光は対物レンズ３２側に出射し、空間フィルタ３１の開口部を通過して撮像素子４１に入射し、再生信号が生成される。
【００４１】
光検出器６０は、実施例１（図２、図５、図６）と同様の受光面構成とすれば、実施例１と同様の演算を行うことで光記録情報媒体２００上の記録／再生対象ブックの位置を決定することができる。ただし本実施例では、光検出器６０には再生対象ブックからの回折光も同時に入射される点に注目する（当然ながら、記録対象ブックは未記録状態であるからそこからの回折光は生じない）。そして、再生時には再生対象ブックからの回折光（以下、再生光Ｈ０）を直接利用する構成とした。
【００４２】
図９は、光検出器６０の構成を示す図である。光検出器６０には４分割された２つの受光部Ｄ０，Ｄ１を記録／再生方向（Ｘ方向）に並べて配置する。記録時には、受光部Ｄ１にて記録済み隣接ブックからの回折光Ｈ１を検出し、再生時には受光部Ｄ０にて再生対象ブックからの再生光Ｈ０を検出する。
【００４３】
受光部Ｄ１上の受光面Ｄ１Ａ、Ｄ１Ｂ、Ｄ１Ｃ、Ｄ１Ｄから得られる信号をＳ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ１Ｃ、Ｓ１Ｄとし、受光部Ｄ０上の受光面Ｄ０Ａ、Ｄ０Ｂ、Ｄ０Ｃ、Ｄ０Ｄから得られる信号をＳ０Ａ、Ｓ０Ｂ、Ｓ０Ｃ、Ｓ０Ｄとする。光情報記録媒体２００上の回折光Ｈ１，Ｈ０の位置誤差信号をＸＰＥＳ（Ｘ方向）、ＹＰＥＳ（Ｙ方向）とすると、記録時／再生時の位置誤差信号はそれぞれ以下の式（２ａ）（２ｂ）（３ａ）（３ｂ）で表わされる。
＜記録時＞
ＸＰＥＳ＝（Ｓ１Ａ＋Ｓ１Ｂ）−（Ｓ１Ｃ＋Ｓ１Ｄ）      （２ａ）
ＹＰＥＳ＝（Ｓ１Ｂ＋Ｓ１Ｃ）−（Ｓ１Ａ＋Ｓ１Ｄ）      （２ｂ）
＜再生時＞
ＸＰＥＳ＝（Ｓ０Ａ＋Ｓ０Ｂ）−（Ｓ０Ｃ＋Ｓ０Ｄ）      （３ａ）
ＹＰＥＳ＝（Ｓ０Ｂ＋Ｓ０Ｃ）−（Ｓ０Ａ＋Ｓ０Ｄ）      （３ｂ）
ここに、記録時の式（２ａ）（２ｂ）は前記式（１ａ）（１ｂ）と同じである。一方再生時は、再生対象ブックからの回折光Ｈ０を直接検出するため、隣接ブックの回折光を検出する場合よりも検出精度が向上する利点がある。
【００４４】
図１０は、光検出器６０を再生専用としたときの構成を示す図である。再生時の位置制御に使用する光検出器６０は受光部Ｄ０のみとして良いから、他方の受光部Ｄ１を省いた構成としている。
【００４５】
以上のように、本実施例においても光情報記録媒体に位置決め用のサーボ情報エリアを設ける必要がなく、媒体の記録容量の減少や媒体作成時のコストアップの課題は発生しない。さらに本実施例では、光検出器６０には再生対象ブックからの回折光が直接入射し、この再生光を用いて位置誤差信号を生成するようにしたので、実施例１の構成に比べて再生時の位置決め精度を向上させる効果がある。
【実施例３】
【００４６】
図１１は、第３の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系１００を示す構成図である。本実施例では光検出器７０を実施例１（図１）と同様に対物レンズ３２側に配置し、光検出器７０では実施例２と同様に再生時の再生光Ｈ０を検出可能としたものである。また、ブックの記録／再生動作を支障なく行うため、いくつかの光学要素を追加／変更している。以下、実施例１、２と重複する部分の説明は省略する。
【００４７】
本実施例の記録／再生時において、参照光（Ｓ偏光）は１／２波長板７４にてＰ偏光に変換され、ガルバノミラー３８等を経て光情報記録媒体２００に入射する。さらに参照光は、光情報記録媒体２００を透過してガルバノミラー４０により反射され、再度光情報記録媒体２００に入射する。その際、波長板７５(位相角は任意とする）を２度通過することにより、Ｐ偏光の参照光はＳ偏光とＰ偏光が合成された偏光成分に変換される。光情報記録媒体２００の記録済みブックからＳ偏光とＰ偏光が合成された回折光が発生し、対物レンズ３２の方向に出射する。このとき、参照光の大きさはブックサイズよりも十分大きいため、隣接するブックからの回折光も含まれる。
【００４８】
この回折光は対物レンズ３２を経て、リレーレンズ３０内のＰＢＳプリズム７１に入射する。ＰＢＳプリズム７１は、入射する回折光のＰ偏光成分を透過しＳ偏光成分を反射する。ＰＢＳプリズム７１を反射した回折光（Ｓ偏光）は、検出レンズ７２を経て光検出器７０に入射する。そして検出器７０から出力される信号を用いて位置誤差信号を生成する。
【００４９】
本実施例では、媒体２００から生じた回折光のうちＳ偏光成分はそのまま光検出器７０に入射するので、記録済みの隣接ブックだけでなく、再生対象ブックからの回折光も受光できる。つまり、実施例２と同様に再生時には再生光Ｈ０を検出可能であることから、再生時は、再生光Ｈ０を用いて位置誤差信号を生成することができる。例えば図９、図１０に示した受光面構成の光検出器６０を用いて、実施例２と同様の演算を行えばよい。
【００５０】
このように本実施例では、再生対象ブックからの回折光を直接検出することで、隣接ブックの回折光を検出する場合よりも制御精度が向上する利点がある。さらに本実施例では、光検出器７０を対物レンズ３２側に配置したので、ピックアップ装置全体のサイズが増大することがない。
【００５１】
ここで、本実施例の構成における記録／再生動作を説明する。
記録時には、信号光（Ｐ偏光）は空間光変調器２９によって情報信号を付加された信号光（Ｓ偏光）となる。その後、偏光可変素子７３、リレーレンズ３０（空間フィルタ３１とＰＢＳプリズム７１を含む）、対物レンズ３２を経て、光情報記録媒体２００に集光する。ここに偏光可変素子７３は記録動作または再生動作に応じて所定の偏光に変換する素子であり、ここでは記録時にはＳ偏光をＰ偏光に変換し、再生時には入射偏光をそのまま出射する。一方参照光（Ｓ偏光）は、１／２波長板７４にてＰ偏光に変換され、ガルバノミラー３８等を経て光情報記録媒体２００に入射する。光情報記録媒体２００には上記した信号光と参照光が互いに重ね合うように入射されることで、情報信号がホログラムとして記録される。
【００５２】
再生時には、参照光（Ｓ偏光）は１／２波長板７４にてＰ偏光に変換され、ガルバノミラー３８等を経て光情報記録媒体２００に入射する。さらに光情報記録媒体２００を透過して、波長板７５を介してガルバノミラー４０により反射され、再度光情報記録媒体２００に入射する。参照光はＳ偏光とＰ偏光が合成された偏光成分に変換され、光情報記録媒体２００の記録済みブックからＳ偏光とＰ偏光が合成された回折光が発生し、対物レンズ３２の方向に出射する。
【００５３】
この回折光は対物レンズ３２を経てＰＢＳプリズム７１に入射し、Ｐ偏光成分はＰＢＳプリズムを透過して、空間フィルタ３１に入射する。空間フィルタ３１は、再生対象ブックからの再生光のみが通過できるような開口部を有しており、それ以外のブックからの回折光は通過できない。これより、再生対象ブックからの再生光のみを分離する。空間フィルタ３１を通過した再生光は、偏光可変素子７３をそのまま透過する（再生時は偏光変換されない）。そして、ＰＢＳプリズム２８を透過し撮像素子４１に入射して、再生信号が生成される。
本実施例では、光ビーム分離用にＰＢＳプリズム７１を配置したが、通常のＢＳプリズムであっても良い。
【００５４】
上記した各実施例１，２，３は、次のような変形が可能である。
光学系は各実施例に限定されるものではなく、光情報記録媒体からの回折光を検出可能な構成であれば良い。２光束角度多重方式における角度制御にガルバノミラー３８を用いたが、例えば、音響光学素子やＭＥＭＳ（Micro−Electro−Mechanical Systems）などの角度可変素子を用いても良い。さらに、位置誤差信号による位置決め制御は、ブックを移動したときのみ検出して制御を行っても良いし、常時検出して制御を行っても良い。
【００５５】
各実施例では、記録時にブックを移動するときに偏光可変素子１４を制御したが、移動時に参照光のみが入射する構成となっていれば良いため、例えば信号光の光路に独立したシャッタを配置しても良い。また、記録時に位置誤差信号を検出するブックと記録するブックの対応するページの参照光記録角度は、相関があってもなくても良い。
【００５６】
各実施例では、参照光の大きさがブックサイズよりも十分大きくしたが、不要な記録領域ができてしまうため、例えば、参照光の光路中に開口可変のアパーチャや光束径可変のビームエキスパンダを挿入しても良い。これにより、位置を移動するときに参照光の光ビーム径を大きくして位置誤差信号を検出し、記録や再生を行なっているときには、参照光の光ビーム径を小さくすることができる。このため、記録時においては、参照光による不要なノイズ成分を小さくすることが可能となる。また、ビームエキスパンダの場合にはビーム径を小さくすることに伴い、参照光のエネルギー密度を大きくできるため記録／再生を高速化することができる。
【００５７】
各実施例では、位置誤差信号をＸＰＥＳ、ＹＰＥＳで示したが、図の表記以外の方向であっても良い。この場合、分割線が傾いているだけであっても良いし、受光部が傾いていても良い。また、回折光の位置を検出して位置誤差信号を検出することを特徴としているため、受光部が複数配置してあっても、位置誤差信号を検出する受光部が複数の受光面に分割されていれば良い。
【実施例４】
【００５８】
図１２は、第４の実施例に係る光情報記録再生装置の構成図を示す。光情報記録再生装置は、光情報記録媒体にホログラムを形成して情報信号を記録および／または再生する。光情報記録再生装置の構成は、前記各実施例で示した光ピックアップ装置１００の他に、機構・光学系として、光情報記録媒体駆動素子１０９、位相共役光学系１１１、光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２、光情報記録媒体位置検出光学系１１３を備えている。光情報記録媒体２００は光ピックアップ装置１００に対して、相対的な記録／再生位置を変えられるような構成となっている。
【００５９】
光ピックアップ装置１００は、光情報記録媒体２００に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体２００のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生する。その際、記録再生動作の制御系として次の回路を備え、各回路はコントローラ１１０によって制御される。
【００６０】
記録する情報信号は、信号生成回路１０６を介して光ピックアップ装置１００内の空間光変調器（図１の符号２９）に送られ、信号光は空間光変調器によって変調される。光情報記録媒体２００に記録された情報信号を再生する場合は、光ピックアップ装置１００から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１１１によって生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことであり、図１で言えばガルバノミラー４０により反射された参照光である。位相共役光によって生じた回折光（再生光）は、光ピックアップ装置１００内の撮像素子（図１の符号４１）によって検出し、信号処理回路１０５によって再生信号が生成される。
【００６１】
光源駆動回路１０２は、光ピックアップ装置１００、光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２、光情報記録媒体位置検出光学系１１３内の光源に所定の光源駆動電流を供給し、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光する。シャッタ・開口・偏光制御回路１０７は、光ピックアップ装置１００内のシャッタ（図１の符号１３）の開閉時間を制御すること、光情報記録媒体２００に照射する参照光と信号光の照射時間を調整する。光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２は、光情報記録媒体２００のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する。プリキュアとは、光情報記録媒体２００内の所望の位置に参照光と信号光を照射する前に、予め所定の光ビームを照射する前工程のことである。またポストキュアとは、光情報記録媒体２００内の所望の位置に情報を記録した後、追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程のことである。
【００６２】
光情報記録媒体位置検出光学系１１３は、光情報記録媒体２００の大まかな位置を検出し、検出信号を用いて位置制御回路１０８により光情報記録媒体２００の大まかな位置を調整する。
【００６３】
ホログラムを利用した記録方式は、超高密度に情報を記録可能であるが、光情報記録媒体２００の位置ずれや傾きに対する許容誤差が極めて小さくなる。それゆえ本実施例では、光ピックアップ装置１００から出力される信号を用いて、位置誤差信号や角度誤差信号を生成する。
【００６４】
サーボ信号生成回路１０３は、光検出器５０から出力される信号を用いて、サーボ制御用の位置誤差信号を生成し、位置制御回路１０８は光情報記録媒体駆動素子１０９を介して光情報記録媒体２００の位置決め制御を行う。なお、位置誤差信号を検出する場合、シャッタ・開口・偏光制御回路１０７は、光ピックアップ装置１００内の空間フィルタ５１の開口部の大きさを変えたり、ビームエキスパンダを駆動して参照光の光ビーム径を変えたりしても良い。
【００６５】
またサーボ信号生成回路１０３は、他に設けた光検出器（図示せず）から出力される信号を用いて角度誤差信号を生成し、サーボ制御用の角度誤差信号を生成し、サーボ制御回路１０４を介してガルバノミラー（図１の符号３８）の角度制御を行う。
【００６６】
光ピックアップ装置１００、位相共役光学系１１１、光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２、光情報記録媒体位置検出光学系１１３は、一部または全ての光学系を１つの構成にまとめて簡素化しても良い。
【００６７】
本実施例の光情報記録再生装置は、前記した実施例１〜３の光ピックアップ装置を搭載し、光ピックアップ装置内の光検出器から出力された信号を用いて位置誤差信号を生成する。これより光ピックアップ装置（対物レンズ）と光情報記録媒体の相対位置を制御するサーボ信号の高精度化と高速化を可能とする。
【００６８】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１１：光源、１２：コリメートレンズ、１３：シャッタ、１４：偏光可変素子、１５：ＰＢＳプリズム、２５：ビームエキスパンダ、２６：位相マスク、２７：リレーレンズ、２８：ＰＢＳプリズム、２９：空間光変調器、３０：リレーレンズ、３１：空間フィルタ、３２：対物レンズ、３５：１／４波長板、３６：ミラー、３７：ミラー、３８：ガルバノミラー、３９：スキャナーレンズ、４０：ガルバノミラー、４１：撮像素子、５０：光検出器、５１：空間フィルタ、５２：検出レンズ、５３：プリズム、５４：ナイフエッジ、５５：光検出器、６０：光検出器、６１：レンズ、６２：検出レンズ、７０：光検出器、７１：ＰＢＳプリズム、７２：検出レンズ、７３：偏光可変素子、７４：１／２波長板、７５：波長板、１００：光ピックアップ装置（光学系）、１０２：光源駆動回路、１０３：サーボ信号生成回路、１０４：サーボ制御回路、１０５：信号処理回路、１０６：信号生成回路、１０７：シャッタ・開口・偏光制御回路、１０８：位置制御回路、１０９：光情報記録媒体駆動素子、１１０：コントローラ、１１１：位相共役光学系、１１２：光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系、１１３：光情報記録媒体位置検出光学系、２００：光情報記録媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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